Цинк в чушках ЦА4: характеристики, маркировка и применение в литейном производстве
Цинк в чушках ЦА4 — первичный металл, выплавляемый по ГОСТ 3640-94 и предназначенный преимущественно для литейных сплавов на основе цинка. Марка ЦА4 относится к цинково-алюминиевым сплавам с регламентированным содержанием алюминия 3,9–4,3 % и меди 0,03–0,06 %. Чушки отливают массой 19–25 кг с концентрацией примесей, ограниченной на уровне, обеспечивающем стабильную кристаллизацию отливок под давлением.
Химический состав и примесные ограничения
Марка ЦА4 нормирует не только основную матрицу, но и лимиты по железу, свинцу, кадмию и олову. Превышение допустимых концентраций приводит к межкристаллитной коррозии и снижению ударной вязкости при отрицательных температурах. Ключевые параметры состава:
- алюминий — 3,9–4,3 %;
- медь — 0,03–0,06 %;
- железо — не более 0,05 %;
- свинец — не более 0,004 %;
- кадмий — не более 0,003 %;
- олово — не более 0,001 %.
Ограничение по олову критично: даже 0,002 % Sn вызывает охрупчивание при горячей обработке и провоцирует коррозионное растрескивание литых деталей в условиях повышенной влажности.
Физико-механические свойства
Сплав ЦА4 в литом состоянии демонстрирует предел прочности при растяжении 200–240 МПа и относительное удлинение 1–3 %. Твёрдость по Бринеллю составляет 80–95 HB. Температура плавления находится в диапазоне 380–390 C, что позволяет перерабатывать материал на машинах горячей камеры прессования с усилием запирания от 80 до 250 т.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 6,6–6,7 | г/см | 20 C | ГОСТ 3640-94 |
| Предел прочности | 200–240 | МПа | литое состояние | ГОСТ 1497-84 |
| Твёрдость | 80–95 | HB | 20 C | ГОСТ 9012-59 |
| Температура плавления | 380–390 | C | атмосферное давление | термический анализ |
| Усадка линейная | 0,8–1,2 | % | литьё в кокиль | ГОСТ 20017-74 |
Области применения
Цинк ЦА4 востребован в следующих производственных сценариях:
- литьё под давлением корпусных деталей автомобильной электроники и разъёмов;
- изготовление фурнитуры для оконных и дверных систем методом горячей камеры прессования;
- производство деталей бытовой техники — ручек, кнопок, декоративных накладок;
- литьё элементов запорной арматуры для систем водоснабжения и отопления;
- изготовление комплектующих для электроинструмента и садовой техники.
Материал применяется на машинах литья под давлением с горячей камерой прессования (HPDC), а также в кокильном литье при серийном производстве. Для литья в холодную камеру марка ЦА4 не предназначена из-за узкого интервала кристаллизации.
Условия хранения и транспортировки
Чушки ЦА4 хранят в закрытых складах при температуре не ниже –30 C и относительной влажности не более 75 %. При транспортировке в морских контейнерах необходима защита от конденсата: цинк активно окисляется во влажной среде с образованием белого налёта гидроксида цинка. Партии маркируются бирками с указанием номера плавки, массы и даты выпуска.
Вопросы и ответы
Чем ЦА4 отличается от ЦАМ4-1?
ЦАМ4-1 содержит 0,5–1,0 % меди и дополнительно легирован магнием 0,03–0,06 %, что повышает прочность и твёрдость. ЦА4 имеет более узкий интервал по меди и не содержит магния, что упрощает литьё тонкостенных деталей.
Можно ли использовать ЦА4 для литья в холодную камеру?
Нет. Узкий интервал кристаллизации и низкая температура плавления делают ЦА4 пригодным только для машин с горячей камерой прессования. В холодной камере расплав будет застывать в заливочной втулке.
Какая максимальная температура расплава допустима?
Рекомендуемый перегрев — не выше 430 C. Превышение ведёт к интенсивному окислению и насыщению расплава газами, что вызывает пористость отливок.
Как контролируется качество чушек ЦА4?
Партия проверяется на соответствие ГОСТ 3640-94 по химическому составу спектральным анализом, а также по массе и геометрии чушек. Дополнительно проводится визуальный контроль на наличие шлаковых включений и окисных плёнок.
